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文章目錄
- DPC_WATCHDOG_VIOLATION藍屏分析
- 1. 原理
- 1.1 DPC WATCHDOG
- 1.2 DPC超時時間獲取
- 2. 實例
- 2.1 分析
- 3. 總結
DPC_WATCHDOG_VIOLATION藍屏分析
在Windows 10之下，引入了DPC_WATCHDOG_VIOLATION藍屏錯誤，這個錯誤引入的原因是為了防止內核代碼處于錯誤狀態在DPC以及以上級別執行太久，影響系統的穩定性。
對于DPC_WATCHDOG_VIOLATION這個藍屏錯誤碼，存在兩種類型（使用第一個參數來區分）：
- 第一個參數為0表示單個DPC例程執行超時了(A single DPC or ISR exceeded its time allotment)。
- 第一個參數為1表示系統在DPC上面執行超時了(The system cumulatively spent an extended period of time at IRQL DISPATCH_LEVEL or above)。
這兩種藍屏代碼分別如下：
DPC_WATCHDOG_VIOLATION (133)
The DPC watchdog detected a prolonged run time at an IRQL of DISPATCH_LEVEL
or above.
Arguments:
Arg1: 0000000000000000, A single DPC or ISR exceeded its time allotment. The offending
component can usually be identified with a stack trace.
Arg2: 0000000000000501, The DPC time count (in ticks).
Arg3: 0000000000000500, The DPC time allotment (in ticks).
Arg4: fffff8077ff73358, cast to nt!DPC_WATCHDOG_GLOBAL_TRIAGE_BLOCK, which contains
additional information regarding this single DPC timeout
DPC_WATCHDOG_VIOLATION (133)
The DPC watchdog detected a prolonged run time at an IRQL of DISPATCH_LEVEL
or above.
Arguments:
Arg1: 0000000000000001, The system cumulatively spent an extended period of time at
DISPATCH_LEVEL or above. The offending component can usually be
identified with a stack trace.
Arg2: 0000000000001e00, The watchdog period.
Arg3: fffff80080705330, cast to nt!DPC_WATCHDOG_GLOBAL_TRIAGE_BLOCK, which contains
additional information regarding the cumulative timeout
Arg4: 0000000000000000
下面我們通過要給實例來探討一下DPC_WATCHDOG_VIOLATION的基本原理以及分析過程。
1. 原理
1.1 DPC WATCHDOG
Windows對于系統運行在DPC和中斷的時間做了相關限定，一般來說DPC不能運行超過100MS，IRS不能運行超過25MS（但是實際值卻比這個要高）。
在Windows中，通過KeAccumulateTicks對運行時間做相關限定，如下：
__int64 __fastcall KeAccumulateTicks(...)
{
//...
if (pcrb->NestingLevel == 2 && pcrb->DpcRoutineActive)
{
DpcTimeCount = pcrb->DpcTimeCount;
pcrb->DpcTime += KernelTime;
NewDpcTimeCount = DpcTimeCount + 1;
DpcTimeLimit = pcrb->DpcTimeLimit;
pcrb->DpcTimeCount = NewDpcTimeCount;
if (DpcTimeLimit)
{
//...
if (NewDpcTimeCount > DpcTimeLimit)
{
if (KeEnableWatchdogTimeout)
{
HvlInvokeHypervisorDebugger(3i64, 0i64);
if (!(_BYTE)KdDebuggerEnabled || (_BYTE)KdDebuggerNotPresent)
KeBugCheckEx(
0x133u,
0i64,
pcrb->DpcTimeCount,
pcrb->DpcTimeLimit,
(ULONG_PTR)&KeDpcWatchdogProfileGlobalTriageBlock);
}
pcrb->DpcTimeCount = 0;
KiResetGlobalDpcWatchdogProfiler(pcrb);
}
}
}
//...
if (Irql < 2u)
{
DpcWatchdogProfile = pcrb->DpcWatchdogProfile;
pcrb->DpcWatchdogCount = 0;
//...
goto Over;
}
DpcWatchdogPeriod = pcrb->DpcWatchdogPeriod;
NewDpcWatchdogCount = pcrb->DpcWatchdogCount + 1;
pcrb->DpcWatchdogCount = NewDpcWatchdogCount;
if (DpcWatchdogPeriod)
{
//...
if (DpcWatchdogCount >= DpcWatchdogPeriod)
{
if (KeEnableWatchdogTimeout)
{
HvlInvokeHypervisorDebugger(2i64, 0i64);
if (!(_BYTE)KdDebuggerEnabled || (_BYTE)KdDebuggerNotPresent)
KeBugCheckEx(0x133u,
1ui64,
pcrb->DpcWatchdogPeriod,
(ULONG_PTR)&KeDpcWatchdogProfileGlobalTriageBlock,
0i64);
}
}
}
//...
}
從這里看，如果超過時間并且KeEnableWatchdogTimeout為真的話，那么引發133藍屏。那么KeEnableWatchdogTimeout這個是什么時候初始化的呢？我們可以看到初始化的代碼如下：
char __fastcall KeInitSystem(int a1)
{
//...
if (!HviIsAnyHypervisorPresent())
KeEnableWatchdogTimeout = 1;
//...
}
HviIsAnyHypervisorPresent這個函數返回cpuid指令是否由hypervisor實現，如果不是的話，那么開啟WatchDog。
在上述中KeBugCheckEx存在兩種情況：
- 如果是
pcrb->DpcRoutineActive在DPC例程中，那么判斷是否DPC例程超時，DPC例程判斷使用的是PRCB中的DpcTimeCount和DpcTimeLimitTicks比較。 - 接著是判斷整體是否運行在DPC基本下面，使用的是PRCB中的
DpcWatchdogCount和DpcWatchdogPeriodTicks。
由于DpcTimeCount表示的是單個DPC例程的執行時間，因此每一個DPC執行的時候都會設置改值為0。
__int64 __fastcall KiExecuteAllDpcs(...)
{
//...
a1->DpcTimeCount = 0;
//...
}
1.2 DPC超時時間獲取
通過KeQueryDpcWatchdogInformation可以獲取到當前處理器的DPC超時時間信息，如下：
NTSTATUS KeQueryDpcWatchdogInformation(
PKDPC_WATCHDOG_INFORMATION WatchdogInformation
);
typedef struct _KDPC_WATCHDOG_INFORMATION {
ULONG DpcTimeLimit;
ULONG DpcTimeCount;
ULONG DpcWatchdogLimit;
ULONG DpcWatchdogCount;
ULONG Reserved;
} KDPC_WATCHDOG_INFORMATION, *PKDPC_WATCHDOG_INFORMATION;
其中：
-
DpcTimeLimit: 當前處理器單個延遲過程調用的時間限制。如果已禁用DPC超時，則此值設置為0。 -
DpcTimeCount: 如果已啟用DPC超時，則本次延遲過程調用的使用時間。 -
DpcWatchdogLimit: 一系列延遲過程調用所允許的總時間限制。如果已禁用DPC看門狗，則此值設置為零。 -
DpcWatchdogCount: 如果啟用DPC看門狗，則當前連續延遲過程調用序列的剩余時間值。
例如我們可以看到如下：
0: kd> dt nt!_KPRCB fffff8007bfe9180 DPC*
+0x3310 DpcRuntimeHistoryHashTable : 0xffffaf0c`1f0d5690 _RTL_HASH_TABLE
+0x3318 DpcRuntimeHistoryHashTableCleanupDpc : 0xffffaf0c`1f122c40 _KDPC
+0x3338 DpcDelegateThread : 0xffffaf0c`1f150140 _KTHREAD
+0x3340 DpcData : [2] _KDPC_DATA
+0x33a0 DpcStack : 0xfffff800`7c395fb0 Void
+0x33ac DpcRequestRate : 0
+0x33b4 DpcLastCount : 0x67518e
+0x33ba DpcRoutineActive : 0 ''
+0x33bc DpcRequestSummary : 0n131174
+0x33bc DpcRequestSlot : [2] 0n102
+0x33bc DpcNormalProcessingActive : 0y0
+0x33bc DpcNormalProcessingRequested : 0y1
+0x33bc DpcNormalThreadSignal : 0y1
+0x33bc DpcNormalTimerExpiration : 0y0
+0x33bc DpcNormalDpcPresent : 0y0
+0x33bc DpcNormalLocalInterrupt : 0y1
+0x33bc DpcNormalPriorityAntiStarvation : 0y1
+0x33bc DpcNormalSwapToDpcDelegate : 0y0
+0x33bc DpcNormalSpare : 0y00000000 (0)
+0x33bc DpcThreadActive : 0y0
+0x33bc DpcThreadRequested : 0y1
+0x33bc DpcThreadSpare : 0y00000000000000 (0)
+0x7e40 DpcGate : _KGATE
+0x7ea8 DpcWatchdogPeriodTicks : 0n7680
+0x7eac DpcWatchdogCount : 0n7680
+0x7eb4 DpcWatchdogProfileCumulativeDpcThresholdTicks : 0x1b80
+0x7eec DpcWatchdogSequenceNumber : 0x18794c
+0x814c DpcTime : 0x4c56
+0x815c DpcTimeCount : 0
+0x8160 DpcTimeLimitTicks : 0x500
+0x8240 DpcWatchdogProfileSingleDpcThresholdTicks : 0x496
+0x85d8 DpcWatchdogDpc : _KDPC
+0x8618 DpcWatchdogTimer : _KTIMER
+0x88a8 DpcWatchdogProfile : 0xffffaf0c`1f16a000 -> 0x00000000`00000011 Void
+0x88b0 DpcWatchdogProfileCurrentEmptyCapture : 0xffffaf0c`1f181cf8 -> (null)
綜上，針對DPC的監控有兩個：
- 使用
DpcTimeCount和DpcTimeLimitTicks來監控單個DPC例程執行的時間，防止DPC例程執行過長。 - 使用
DpcWatchdogCount和DpcWatchdogPeriodTicks來監控CPU執行的DPC時間總和，防止CPU一直執行一系列DPC函數。
2. 實例
下面我們通過一個DPC_WATCHDOG_VIOLATION藍屏轉儲文件來進行實例分析。
2.1 分析
我們先來看一下藍屏代碼DPC_WATCHDOG_VIOLATION，如下：
DPC_WATCHDOG_VIOLATION (133)
The DPC watchdog detected a prolonged run time at an IRQL of DISPATCH_LEVEL
or above.
Arguments:
Arg1: 0000000000000001, The system cumulatively spent an extended period of time at
DISPATCH_LEVEL or above. The offending component can usually be
identified with a stack trace.
Arg2: 0000000000001e00, The watchdog period.
Arg3: fffff80080705330, cast to nt!DPC_WATCHDOG_GLOBAL_TRIAGE_BLOCK, which contains
additional information regarding the cumulative timeout
Arg4: 0000000000000000
此時調用堆棧如下：
0: kd> k
# Child-SP RetAddr Call Site
00 fffff800`7c39cdd8 fffff800`7fc31c8f nt!KeBugCheckEx
01 fffff800`7c39cde0 fffff800`7fc318a1 nt!KeAccumulateTicks+0x20f
02 fffff800`7c39ce50 fffff800`7fc2fa8a nt!KiUpdateRunTime+0x61
03 fffff800`7c39ceb0 fffff800`7fc2f876 nt!KeClockInterruptNotify+0x11a
04 fffff800`7c39cf40 fffff800`7fc14650 nt!HalpTimerClockIpiRoutine+0x16
05 fffff800`7c39cf70 fffff800`7fe1e05a nt!KiCallInterruptServiceRoutine+0xa0
06 fffff800`7c39cfb0 fffff800`7fe1e8c7 nt!KiInterruptSubDispatchNoLockNoEtw+0xfa
07 fffff882`a7a57430 fffff800`7fd67972 nt!KiInterruptDispatchNoLockNoEtw+0x37
08 fffff882`a7a575c0 fffff800`7fc6cb64 nt!KiAcquireKobjectLockSafe+0x32
09 fffff882`a7a575f0 fffff800`7fc44136 nt!KeSetEvent+0x64
0a fffff882`a7a57680 fffff800`7fc18496 nt!IopCompleteRequest+0x396
0b fffff882`a7a57760 fffff800`7fc70846 nt!KiDeliverApc+0x1b6
0c fffff882`a7a57820 fffff800`7fc72169 nt!KiSwapThread+0x936
0d fffff882`a7a57900 fffff800`7fc75e26 nt!KiCommitThreadWait+0x159
0e fffff882`a7a579a0 fffff800`8cce1cc1 nt!KeDelayExecutionThread+0x416
0f fffff882`a7a57a30 fffff800`8cce3b7a xxxDrv_x64+0x1cc1
10 fffff882`a7a57a60 fffff800`7fd54295 xxxDrv_x64+0x3b7a
11 fffff882`a7a57af0 fffff800`7fe20e34 nt!PspSystemThreadStartup+0x55
12 fffff882`a7a57b40 00000000`00000000 nt!KiStartSystemThread+0x34
這里我們可以得出的是藍屏并不是執行某個DPC例程導致的時間夠長，而是該CPU在DPC模式下面執行過長。
此時我們看到DCP的時間如下：
0: kd> dt nt!_KPRCB fffff8007bfe9180 DPC*
+0x7ea8 DpcWatchdogPeriodTicks : 0n7680
+0x7eac DpcWatchdogCount : 0n7680
+0x815c DpcTimeCount : 0
+0x8160 DpcTimeLimitTicks : 0x500
從這里我們也可以發現：
-
DpcTimeCount為0，說明我們沒有執行DPC例程。 -
DpcWatchdogCount和DpcWatchdogPeriodTicks相等，說明CPU在DPC下面執行時間過長。
我們可以看一下當前DPC的信息，如下：
0: kd> !dpcs 0
CPU Type KDPC Function
0: Normal : 0xffffaf0c32787278 0xfffff8007fe56420 nt!IopPassiveInterruptDpc
0: Normal : 0xffffaf0c21e7b520 0xfffff80082092550 Wdf01000!FxInterrupt::_InterruptDpcThunk
0: Normal : 0xffffaf0c23ce9808 0xfffff80082c314d0 ndis!ndisInterruptDpc
0: Normal : 0xffffaf0c21eb26e8 0xfffff800858666c0 dxgkrnl!DpiFdoDpcForIsr
0: Normal : 0xfffff882acf91f60 0xfffff8007fc13ff0 nt!PopExecuteProcessorCallback
0: Normal : 0xfffff8007bff15d8 0xfffff8007fc26b60 nt!PpmPerfAction
0: Normal : 0xffffaf0c2173a0c8 0xfffff80082ec51d0 tcpip!TcpPeriodicTimeoutHandler
0: Normal : 0xffffaf0c211f71e8 0xfffff80082732000 stornvme!NVMeCompletionDpcRoutine
0: Normal : 0xfffff8007bff1c68 0xfffff8007fd4c800 nt!KiEntropyDpcRoutine
0: Normal : 0xfffff882a8ab6f60 0xfffff8007fc13ff0 nt!PopExecuteProcessorCallback
0: Normal : 0xfffff882ad376f60 0xfffff8007fc13ff0 nt!PopExecuteProcessorCallback
0: Normal : 0xffffaf0c1f122c40 0xfffff8007fd3fd30 nt!KiDpcRuntimeHistoryHashTableCleanupDpcRoutine
0: Normal : 0xffffaf0c231d0de0 0xfffff80082092550 Wdf01000!FxInterrupt::_InterruptDpcThunk
0: Normal : 0xffffaf0c21d93db0 0xfffff800b332b470 i8042prt!I8042KeyboardIsrDpc
0: Normal : 0xffffaf0c23ce9a48 0xfffff80082c314d0 ndis!ndisInterruptDpc
0: Normal : 0xfffff882a8476f60 0xfffff8007fc13ff0 nt!PopExecuteProcessorCallback
0: Normal : 0xffffaf0c21233000 0xfffff8008278c0f0 storport!RaidpAdapterRedirectDpcRoutine
0: Normal : 0xffffaf0c23081270 0xfffff800ae096d90 Ndu!NduQueryStatisticsDpc
0: Normal : 0xfffff882a7f26f60 0xfffff8007fc13ff0 nt!PopExecuteProcessorCallback
0: Normal : 0xfffff882ac1a6f60 0xfffff8007fc13ff0 nt!PopExecuteProcessorCallback
0: Threaded: 0xfffff8007bff1758 0xfffff8007fd59dc0 nt!KiDpcWatchdog
發現大量DPC，為什么呢？導致DPC執行不了的一個原因是CPU一直處于高IRQL下面，例如中斷，是不是CPU一直處于中斷下面呢？
我們可以使用!dpcwatchdog查看dpcwatchdog的情況，如下：
0: kd> !dpcwatchdog
All durations are in seconds (1 System tick = 15.625000 milliseconds)
Circular Kernel Context Logger history: !logdump 0x2
DPC and ISR stats: !intstats /d
--------------------------------------------------
CPU#0
--------------------------------------------------
Current DPC: No Active DPC
Pending DPCs:
----------------------------------------
CPU Type KDPC Function
0: Normal : 0xffffaf0c32787278 0xfffff8007fe56420 nt!IopPassiveInterruptDpc
0: Normal : 0xffffaf0c21e7b520 0xfffff80082092550 Wdf01000!FxInterrupt::_InterruptDpcThunk
0: Normal : 0xffffaf0c23ce9808 0xfffff80082c314d0 ndis!ndisInterruptDpc
0: Normal : 0xffffaf0c21eb26e8 0xfffff800858666c0 dxgkrnl!DpiFdoDpcForIsr
0: Normal : 0xfffff882acf91f60 0xfffff8007fc13ff0 nt!PopExecuteProcessorCallback
0: Normal : 0xfffff8007bff15d8 0xfffff8007fc26b60 nt!PpmPerfAction
0: Normal : 0xffffaf0c2173a0c8 0xfffff80082ec51d0 tcpip!TcpPeriodicTimeoutHandler
0: Normal : 0xffffaf0c211f71e8 0xfffff80082732000 stornvme!NVMeCompletionDpcRoutine
0: Normal : 0xfffff8007bff1c68 0xfffff8007fd4c800 nt!KiEntropyDpcRoutine
0: Normal : 0xfffff882a8ab6f60 0xfffff8007fc13ff0 nt!PopExecuteProcessorCallback
0: Normal : 0xfffff882ad376f60 0xfffff8007fc13ff0 nt!PopExecuteProcessorCallback
0: Normal : 0xffffaf0c1f122c40 0xfffff8007fd3fd30 nt!KiDpcRuntimeHistoryHashTableCleanupDpcRoutine
0: Normal : 0xffffaf0c231d0de0 0xfffff80082092550 Wdf01000!FxInterrupt::_InterruptDpcThunk
0: Normal : 0xffffaf0c21d93db0 0xfffff800b332b470 i8042prt!I8042KeyboardIsrDpc
0: Normal : 0xffffaf0c23ce9a48 0xfffff80082c314d0 ndis!ndisInterruptDpc
0: Normal : 0xfffff882a8476f60 0xfffff8007fc13ff0 nt!PopExecuteProcessorCallback
0: Normal : 0xffffaf0c21233000 0xfffff8008278c0f0 storport!RaidpAdapterRedirectDpcRoutine
0: Normal : 0xffffaf0c23081270 0xfffff800ae096d90 Ndu!NduQueryStatisticsDpc
0: Normal : 0xfffff882a7f26f60 0xfffff8007fc13ff0 nt!PopExecuteProcessorCallback
0: Normal : 0xfffff882ac1a6f60 0xfffff8007fc13ff0 nt!PopExecuteProcessorCallback
0: Threaded: 0xfffff8007bff1758 0xfffff8007fd59dc0 nt!KiDpcWatchdog
c0000094 Exception in kdexts.dpcwatchdog debugger extension.
PC: 00007ffa`507625c0 VA: 00000000`00000000 R/W: 0 Parameter: 00000000`00000000
同樣也可以看到大量Pending DPCs，Current DPC: No Active DPC。
3. 總結
DPC_WATCHDOG_VIOLATION有兩種藍屏情況：
-
Parameter 1 = 0說明當前正在執行DPC例程，并且超時了，可以直接看到DPC超時的原因（或者由于其他線程導致該DPC一直無法退出）。 -
Parameter 1 = 1說明此時該CPU一直處于DPC狀態執行，這個原因需要具體分析。
有兩個WinDBG命令可以協助分析該藍屏：
-
!dpcwatchdog查看所有cpu的dpcwatchdog信息。 -
!dpcs查看指定cpu的dpc例程信息。
原文鏈接：https://blog.csdn.net/xsinlink/article/details/133760020
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